JP3053506B2 - 衛星通信方式 - Google Patents

衛星通信方式

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JP3053506B2 JP15258193A JP15258193A JP3053506B2 JP 3053506 B2 JP3053506 B2 JP 3053506B2 JP 15258193 A JP15258193 A JP 15258193A JP 15258193 A JP15258193 A JP 15258193A JP 3053506 B2 JP3053506 B2 JP 3053506B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、スペクトラム拡散技
術を利用した衛星通信方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、スペクトラム拡散技術を用いた符
号分割多元接続方式が衛星通信方式に導入されている。
スペクトラム拡散技術を用いた符号分割多元接続方式と
は、各局が周波数的におよび時間的に重なる信号を用
い、他局とは異なる拡散符号によって信号をスペクトラ
ム拡散して送出し、受信側は相関器によって自局向けの
信号のみを取り出すことにより多元接続を行う方式であ
る。多元接続とは、衛星上の1つのトランスポンダを多
数の地球局が共用し、地球局相互間で通信を行う接続方
式である。
【0003】このような符号分割多元接続方式として、
マイクロ波小容量通信方式、米国のエクアトリアル(Eq
uatrial )社のエクアトリアルシステム(Equatrial Sy
stem)、米国のクォルコム(Qualkomm)社のオムニトラ
ックスシステム(Omuni TRACS System)などが知られて
いる。
【0004】ところで、同一周波数の垂直偏波と水平偏
波を用いるなど直交2偏波を利用する衛星通信方式で
は、直交する逆偏波(例えば、垂直偏波に対する水平偏
波)の干渉を排除するために、衛星において、直交する
2つのトランスポンダが必要である。以下、所望の偏波
用のトランスポンダを表トランスポンダ、それに直交す
る偏波用のトランスポンダを裏トランスポンダという。
【0005】衛星において、裏トランスポンダの信号レ
ベルが表トランスポンダの信号レベルよりも大幅に高い
場合には、衛星−地球系における交差偏波特性が悪い
と、表トランスポンダは、裏トランスポンダの影響を受
ける。例えば、裏トランスポンダにアナログテレビジョ
ン信号を伝送し、表トランスンダにデータ信号を伝送す
る場合には、衛星におけるアナログテレビジョン信号の
入力信号レベルは、データ信号の入力信号レベルよりも
20dB程度高い。よって、衛星−地球系における交差
偏波特性が−27dBと非常によい場合でも、C/I
(Carrier /Interference)は7dBしか取れない。
【0006】使用可能な周波数範囲の一部の周波数帯域
を移動通信に割り当てた場合に、そのままでは、固定地
球局および移動地球局についても良好な交差偏波特性が
求められる。つまり、固定地球局および移動地球局は、
衛星における偏波面に送受信電波の偏波を合わせる偏波
面調整の機能を必要とする。
【0007】ところが、移動地球局にそのような機能を
持たせることは、技術的および経済的に困難である。そ
こで、移動地球局は、単純に垂直偏波のみを送受信し、
その周波数帯では裏トランスポンダが扱うべき偏波を使
用しないようなシステムが実現されている。
【0008】図4はそのようなシステムであって、例え
ばアイイーイーイー トランザクションズ オン ビー
イキュラ テクノロジ(IEEE Transactions on Ve
hicular Technology)第40巻第1号(1991年2
月)P.57〜P.63に開示された従来の符号分割多
元接続による衛星通信方式を示すブロック図である。な
お、この方式は、クォルコム社のオムニトラックスシス
テムである。
【0009】図において、1は衛星、20は親局、30
は子局を示す。親局20において、21はアンテナ、2
2はアンテナ21からの信号の増幅等を行う受信機、2
3は受信機22からの信号を拡散復調する拡散復調器、
24は拡散復調器23が復調した信号についてPSK復
調を行う1次復調器である。また、26はベースバンド
信号についてPSK変調を行う1次変調器、28は1次
変調器26からの信号についてFM変調を行う2次変調
器、29は2次変調器28からの信号を増幅してアンテ
ナ21に供給する送信機である。
【0010】子局30において、31はアンテナ、32
はアンテナ31からの信号の増幅等を行う受信機、33
は受信機32からの信号をFM復調する2次復調器、3
4は2次復調器33が復調した信号についてPSK復調
を行う1次復調器である。また、36はベースバンド信
号についてPSK変調を行う1次変調器、38は1次変
調器36からの信号についてスペクトル拡散変調を行う
スペクトル拡散器、39はスペクトル拡散器38からの
信号を増幅してアンテナ31に供給する送信機である。
【0011】次に動作について説明する。まず、親局2
0から衛星1を介して子局30に至る経路(フォワード
リンク)について説明する。フォワードリンクは、図4
において点線で示されている。親局20において、1次
変調器26は、入力されたベースバンド信号についてP
SK変調を行って変調波を作成する。2次変調器28
は、PSK変調波について対称三角波でFM変調を行
う。そして、送信機29は2次変調器28の出力を増幅
してアンテナ21に供給する。
【0012】アンテナ21からの電波は衛星1に到達
し、衛星1の表トランスポンダで増幅処理を受け衛星1
から放射される。その電波は、子局30のアンテナ31
に到達する。アンテナ31からの信号は、受信機32で
増幅等され、2次復調器33に入力される。2次復調器
33は、FM復調を行い、復調の結果得られた信号を出
力する。1次復調器34は2次復調器33の出力をPS
K復調し、復調の結果得られたベースバンド信号を出力
する。
【0013】次に、子局30から衛星1を介して親局2
0に至る経路(リターンリンク)について説明する。リ
ターンリンクは、図4において実線で示されている。子
局30において、1次変調器36は、入力されたベース
バンド信号についてPSK変調を行って変調波を作成す
る。スペクトル拡散器38は、PSK変調波についてス
ペクトル拡散変調を行う。そして、送信機39はスペク
トル拡散器38の出力を増幅してアンテナ31に供給す
る。
【0014】アンテナ31からの電波は衛星1に到達
し、衛星1の表トランスポンダで増幅処理を受け衛星1
から放射される。その電波は、親局20のアンテナ21
に到達する。アンテナ21からの信号は、受信機22で
増幅等され、拡散復調器23に入力される。拡散復調器
23は、スペクトル拡散復調を行い、復調の結果得られ
た信号を出力する。1次復調器24は拡散復調器23の
出力をPSK復調し、復調の結果得られたベースバンド
信号を出力する。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】従来の衛星通信方式は
以上のように構成されているので、衛星1に表トランス
ポンダと裏トランスポンダとがあるにもかかわらず、移
動通信に用いられる周波数帯域において1偏波の電波し
か用いられておらず、衛星の使用効率が低いという問題
点があった。
【0016】移動地球局において交差偏波補償回路や偏
波回転器のような偏波調整機能があれば、衛星−地球系
の交差偏波特性を上げることができ、トランスポンダの
利用効率を上げることができる。しかし、上述したよう
に、そのような機能を持たせたのでは経済的に引き合わ
ない。また、リターンリンクに加えてフォワードリンク
にもスペクトル拡散変調を適用すれば、裏トランスポン
ダへの影響を低減でき、その周波数帯域においても直交
する偏波を使用できる。しかし、フォワードリンクにも
スペクトラム拡散変調を適用するために、移動地球局に
回路構成が複雑で高価なスペクトル拡散復調器が必要と
され、やはり、経済的に問題がある。
【0017】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、親局と移動地球局やVSAT
(Very Small Earth Terminal )などの超小型の子局と
が衛星を介して通信を行う方式において、子局の構成を
複雑にしてコスト高になるということを避けつつ衛星の
トランスポンダをより有効に使用できる衛星通信方式を
得ることを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】この発明に係る衛星通信
方式は、親局と子局とが衛星を介して通信を行い、衛星
は直交2偏波共用可能なトランスポンダを有する衛星通
信方式であって、親局は、衛星を介して子局から送信さ
れたスペクトル拡散変調波を復調する拡散復調器と、通
信に使用する偏波とは逆の偏波の周波数帯域におけるガ
ードバンドよりも狭い周波数帯域を占める送信変調波を
作成する狭帯域変調器とを備え、子局は、衛星を介して
親局から送信された変調波を復調する狭帯域復調器と、
送信信号をスペクトル拡散変調するスペクトル拡散器と
を備えたものである。
【0019】この発明に係る衛星通信方式は、直交する
2偏波の一方の偏波の周波数が他方の偏波に設けられた
ガードバンドの周波数帯内に入るように狭帯域変調され
た狭帯域変調波が送信変調波として親局から子局に対し
て送信されるものである。
【0020】
【作用】この発明における親局は、フォワードリンクに
おける変調波として、裏トランスポンダが扱う偏波のガ
ードバンド内にその周波数スペクトルが入るような変調
波を作成する。また、子局は、リターンリンクにおける
変調波としてスペクトル拡散変調波を作成する。
【0021】
【実施例】実施例1. 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図1
において、1は衛星、2は親局、3は子局を示す。親局
2において、21はアンテナ、22はアンテナ21から
の信号の増幅等を行う受信機、23は受信機22からの
信号を拡散復調する拡散復調器、24は拡散復調器23
が復調した信号についてPSK復調を行う1次復調器で
ある。また、26はベースバンド信号についてPSK変
調を行う1次変調器、27は1次変調器26からの信号
について狭帯域のFM変調またはPSK変調を行う狭帯
域変調器、29は狭帯域変調器27からの信号を増幅し
てアンテナ21に供給する送信機である。
【0022】子局3において、31はアンテナ、32は
アンテナ31からの信号の増幅等を行う受信機、37は
受信機32からの信号についてFM復調またはPSK復
調を行う狭帯域復調器、34は狭帯域復調器37が復調
した信号についてPSK復調を行う1次復調器である。
また、36はベースバンド信号についてPSK変調を行
う1次変調器、38は1次変調器36からの信号につい
てスペクトル拡散変調を行うスペクトル拡散器、39は
スペクトル拡散器38からの信号を増幅してアンテナ3
1に供給する送信機である。
【0023】直交2偏波共用の衛星通信方式において
は、図2に示すように、直交する偏波は、周波数軸上で
インターリーブ配置され、数MHzのガードバンドが存
在する。そこで、ガードバンドに相当する周波数に、表
トランスポンダの扱う周波数を設定すれば、スペクトル
拡散変調等によらなくても逆偏波の影響を排除できる。
この発明は、そのような考え方にもとづくものである。
なお、図2において、V(R)は、垂直偏波または右旋
偏波であることを示す。H(L)は水平偏波または左旋
偏波であることを示す。
【0024】次に図1に示す衛星通信方式の動作を説明
する。まず、フォワードリンクについて説明する。親局
2において、1次変調器26は、入力されたベースバン
ド信号についてPSK変調を行って変調波を作成する。
狭帯域変調器27は、PSK変調波について狭帯域のF
M変調またはPSK変調を行う。変調波の周波数スペク
トラムAは、図3に示すように、ガードバンド内に入
る。そして、送信機29は、狭帯域変調器27の出力を
増幅してアンテナ21に供給する。
【0025】アンテナ21からの電波は衛星1に到達
し、衛星1の表トランスポンダで増幅処理を受け衛星1
から放射される。その電波は、子局3のアンテナ31に
到達する。アンテナ31からの信号は、受信機32で増
幅等され、狭帯域復調器37に入力される。狭帯域復調
器37は、FM復調またはPSK復調を行い、復調の結
果得られた信号を出力する。1次復調器34は狭帯域復
調器37の出力をPSK復調し、復調の結果得られたベ
ースバンド信号を出力する。なお、リターンリンクにつ
いては、図4に示す従来の衛星通信方式の場合と同様で
あり、そのスペクトラムBは、図3に示すように、広帯
域に一様に分布する。
【0026】ここで、フォワードリンクでは、SCPC
(Single Carrier Per Channel)−BPSK(2相位相
変調)方式、SCPC−QPSK(4相位相変調)方
式、SCPC−FM方式などが用いられる。また、リタ
ーンリンクでは、直接拡散方式、周波数ホッピング方
式、直接拡散方式と周波数ホッピングとの併用などによ
るスペクトラム拡散方式が用いられる。
【0027】以上のようにこの方式によれば、子局3に
回路構成が複雑で高価なスペクトル拡散変調器を設ける
ことなく信頼性の高い地球局を得ることができる。ま
た、フォワードリンクでは、その周波数帯域において単
一の偏波しか使用されていないので、逆偏波からの干渉
がない。従って、子局には、偏波面を到来波の偏波面に
合わせるような偏波面調整機構を必要としない。
【0028】リターンリンクではスペクトラム拡散変調
が用いられているので、裏トランスポンダへの干渉は小
さい。干渉度をさらに小さくするには、スペクトラム拡
散変調の拡散度をさらに広めればよい。
【0029】以上のように裏トランスポンダに与える干
渉の程度は小さく、裏トランスポンダからの干渉の程度
も小さいので、逆偏波による通信の種類によらず、この
方式に割り当てられる周波数帯域を自由に設定すること
ができる。従来は、その周波数帯域において逆偏波を使
用しないので、逆偏波の使用のない帯域しか割り当てる
ことができなかった。
【0030】なお、フォワードリンクの周波数帯域の幅
に制約があるので、親局から子局への情報量が少ないシ
ステム、例えば、データ収集形のシステムにこの発明は
特に有効である。
【0031】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、衛星
通信方式を、フォワードリンクにおける変調波として、
裏トランスポンダが扱う偏波のガードバンド内にその周
波数スペクトルが入るような変調波を用い、リターンリ
ンクにおける変調波としてスペクトル拡散変調波を用い
るよう構成したので、子局に高価なスペクトル拡散復調
器や偏波面調整機能を設けなくても逆偏波への影響や逆
偏波殻の影響を低減できるものが得られる効果がある。
よって、直交2偏波共用のできるトランスポンダを有す
る衛星通信システムにおいて、移動通信システム等の比
較的小容量の通信システムに自由に周波数帯域を割り当
てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による衛星通信方式の構成
を示すブロック図である。
【図2】ガードバンドの配置を示すスペクトル図であ
る。
【図3】フォワードリンクおよびリターンリンクにおけ
る変調波のスペクトラムを示すスペクトル図である。
【図4】従来の衛星通信方式を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 衛星 2 親局 3 子局 23 拡散復調器 27 狭帯域変調器 37 狭帯域復調器 38 スペクトラム拡散器

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 親局と複数の子局とを衛星局を介して双
    方向通信を行う衛星通信方式において、前記親局は、前
    記衛星を介して前記子局から送信されたスペクトル拡散
    変調波を復調する拡散復調器と、通信に使用する偏波と
    は逆の偏波の周波数帯域におけるガードバンドよりも狭
    い周波数帯域を占める送信変調波を作成する狭帯域変調
    器とを備え、前記子局は、前記衛星を介して前記親局か
    ら送信された前記送信変調波を復調する狭帯域復調器
    と、前記親局へ送信する送信波をスペクトル拡散変調す
    るスペクトル拡散器とを備えたことを特徴とする衛星通
    信方式。
  2. 【請求項2】 親局と複数の子局とを衛星局を介して直
    交する2偏波を送受信する衛星通信方式において、前記
    親局から前記子局に対して送信される送信変調波は、前
    記直交する2偏波の一方の偏波の周波数が他方の偏波に
    設けられたガードバンドの周波数帯内に入るように狭帯
    域変調された狭帯域変調波であることを特徴とする衛星
    通信方式。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7651654B2 (en) 2001-02-13 2010-01-26 Campagnolo S.R.L. Method for producing a bicycle wheel rim, apparatus for implementing the method and bicycle wheel rim obtained thereby

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7651654B2 (en) 2001-02-13 2010-01-26 Campagnolo S.R.L. Method for producing a bicycle wheel rim, apparatus for implementing the method and bicycle wheel rim obtained thereby

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